DE1258003B

DE1258003B - Reaktor fuer Kohlenwasserstoffumwandlungen

Info

Publication number: DE1258003B
Application number: DEC32153A
Authority: DE
Inventors: Curtis Dreyer; Dwight Roger Loper
Original assignee: California Research LLC
Current assignee: California Research LLC
Priority date: 1963-02-18
Filing date: 1964-02-15
Publication date: 1968-01-04
Also published as: FR1384338A; US3235344A; GB1049949A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

ClOg

Deutsche KL: 23 b-1/04

Nummer: 1258 003

Aktenzeichen: C 32153IV d/23 b

Anmeldetag: 15. Februar 1964

Auslegetag: 4. Januar 1968

Die Erfindung betrifft einen Reaktor für katalytische Kohlenwasserstoffumwandlungen, der gekennzeichnet ist durch ein senkrecht angeordnetes längliches Reaktorgehäuse aus Metall von etwa rundem Querschnitt mit einer glatten, lückenlosen äußeren Oberfläche, die nicht durch Verfahrensleitungen unterbrochen ist, Kopf- und Bodenstücke, die an dem Gehäuse befestigt sind, Verbindungsstücke in den Kopf- und Bodenstükken zum Anschluß für alle Verfahrensleitungen, die in das Reaktionsgefäß hinein- oder aus ihm herausführen, sowie Tragteile in dem Reaktionsgehäuse zum Tragen einer Katalysatorschicht, die an mehreren Stellen im Innern des Reaktorgehäuses befestigt sind und Wärmedehnungselemente aufweisen. Reaktoren, die Kopf- und Bodenstücke und Tragteile im Innern zum Tragen einer Katalysatorschicht aufweisen, sind bekannt, beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 2 974 020. Es sind auch bereits Konstruktions- oder Ausdehnungselemente beschrieben worden, z. B. in der britischen Patentschrift 842 530 und der USA.-Patentschrift 2 595 822, die durch Temperaturunterschiede verursachte mechanische Belastungen im Material ausgleichen sollen. Gegenüber diesem Stand der Technik stellt die Erfindung eine neue und einzigartige Kombination der im vorstehenden Abschnitt genannten strukturellen Merkmale dar, wozu noch als besonderer Vorteil ein überraschend hoher Sicherheitsfaktor kommt.

Es ist bekannt, daß die Gehäuse von Reaktoren für KohlenwasserstofTumwandlungen aus Metallegierungen bestehen können, die leicht reißen können, und daß sich kleine oder im Entstehen begriffene Risse dieser Art, die sich in dem Gehäuse bilden, schnell so sehr ausweiten können, daß der Reaktor nicht mehr richtig arbeitet. Dies ist eine besonders ernsthafte Schwierigkeit bei Hydrofinier- und Hydrocrackreaktoren, die unter beträchtlichem Druck arbeiten.

Es ist weiter bekannt, daß die Gehäuse mancher Reaktoren innen Schutzüberzüge haben können. Solche innen ausgekleideten Reaktoren benutzt man gern dann, wenn es darauf ankommt, die Korrosion des Reaktorgehäuses während des Betriebs gering zu halten. Bei diesen Reaktoren verbindet man zweckmäßig einen korrosionsfesten Überzug, beispielsweise einen Überzug aus nichtrostendem Stahl in dem Fall, wo das sonstige Gehäuse aus Chromstahl besteht, einheitlich mit der inneren Oberfläche des Gehäuses, und zwar nach solchen Verfahren, wie Aufwalzen, Streifenaufbringung, Auftragschweißen des Überzuges, derart, daß er die korrodierenden Einwirkungen der im Reaktor befindlichen Gase verhütet. Zwar bringen die genannten Aufbringungsverfahren selbst gewisse zusätzliche

Reaktor für Kohlenwasserstoffumwandlungen

Anmelder:

California Research Corporation,

San Francisco, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil, A. Hoeppener

und Dr. H. J. Wolff, Rechtsanwälte,

6230 Frankfurt-Höchst, Adelonstr. 58

Als Erfinder benannt:
Curtis Dreyer, Oakland, Calif.;
Dwight Roger Loper,
Lafayette, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 18. Februar 1963
(259 036)

Nachteile anderer Art als die Korrosion mit sich, insbesondere deswegen, weil die Überzüge und das Gehäuse im algemeinen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, so daß jedes durch das andere an seiner freien Ausdehnung und Zusammenziehung bei Temperaturschwankungen gehindert wird, wodurch gewisse örtliche Spannungen in den Metallen entstehen; diese Spannungen sind jedoch geringfügig im Vergleich zu denjenigen, die bei den üblichen Reaktoren durch andere Faktoren verursacht werden. Deshalb sind sowohl mit Überzügen versehene wie auch nicht ausgekleidete Reaktoren etwa in gleichem Umfang Gehäusefehlern ausgesetzt, die durch die Erweiterungen solcher Sprünge entstehen, die sich in den Reaktoren während ihres Betriebs bilden können. Um derartige Schäden zu vermeiden, hat man die üblichen Reaktoren vielfach mit einem großen Sicherheitsfaktor, d. h. einem solchen Verhältnis zwischen der äußersten Belastung zur zulässigen Belastung hergestellt, daß die Reaktorgehäuse schließlich aus verhältnismäßig dicken Blechen aus teuren Metallegierungen zusammengesetzt waren. Dieser große Sicherheitsfaktor spiegelt sich deutlich in den Vorschriften nieder, die in dem »ASME-Code for Unfired Pressure Vesels« festgelegt worden sind und die im allgemeinen einen Sicherheitsfaktor von etwa 4 verlangen.

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Erfindungsziele: Nach dem oben Gesagten ist das um Verunreinigungen, wie Stickstoff, Schwefel und Ziel der Erfindung ein ausgekleideter oder nicht ausge- Metalle, zu beseitigen. Zum besseren Verständnis kleideter Reaktor für Kohlenwasserstoffumwandlun- der Erfindung wird nachstehend ein derartiges Hydrogen, der wesentlich weniger anfällig gegen Schäden finierverfahren näher behandelt, durch solche Sprünge ist, die in dem Reaktorgehäuse 5 Es sei angenommen, daß eine Kohlenwasserstoffwährend seines Betriebes entstehen, wobei man mit beschickung für eine Hydrocrackung zu hydrofinieren einem niedrigeren Gehäusesicherheitsfaktor arbeiten ist und daß diese Hydrocrackung darin besteht, daß kann als übliche Reaktoren, ohne daß dadurch die Ge- man eine Kohlenwasserstoff beschickung, die aus über fahr des Ausfalls dieses Reaktors größer wird. etwa 93 ⁰C siedenden Kohlenwasserstoffdestillaten

Die Zeichnungen und die weiteren Ziele und Vorteile io oder über etwa 565⁰C siedenden Kohlenwasserstoffder Erfindung sind am besten an Hand folgender Be- rückständen besteht, in einer Hydrocrackzone in Schreibung verständlich. Gegenwart von wenigstens 17 835 1 Wasserstoff je

F i g. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Hektoliter der Beschickung mit einem Katalysator Ausführungsform eines nach der Erfindung gebauten in Berührung bringt, der einen hydrierend-dehydrieren-Reaktors für katalytische Kohlenwasserstoffumwand- 15 den Bestandteil hat, der sich auf einem wirksamen lungen; Crackkatalysatorträger befindet, und zwar bei etwa

F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der inneren Ein- 204 bis 483 ⁰C, wenigstens 35 kg/cm² Überdruck und bauten eines Reaktors einschließlich der Böden mit einer Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit je Stunde von Einrichtungen zum Befestigen der Einbauten der Innen- etwa 0,1 bis 15,0, und aus der Zone wenigstens eine wand des nicht ausgekleideten Reaktorgehäuses, wo- 20 normalerweise gasförmige und wenigstens eine norbei die Wärmeausdehnung der Innenteile bei geringster malerweise flüssige Kohlenwasserstoffproduktfraktion Übertragung mechanischer Kräfte auf das Gehäuse abzieht. Für solche Hydrocrackungen kann die Bemöglich ist; Schickung, wie angegeben, aus schweren Destillaten, F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform, wobei die bestehen, die normalerweise als schwere unbehandelte Dehnungsböden für die Einbauteile von Reaktoren 25 Gasöle und schwere gecrackte Kreislauföle bezeichnet und Einrichtungen zum Befestigen dieser Einbauteile werden, oder aus gewöhnlichen flüssigen katalytischen an den Innenwänden eines fertig ausgekleideten Re- Crackbeschickungen und Teilen davon, und die aktors angebracht sind; gecrackten Ausgangsstoffe können aus thermisch oder F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform von katalytisch gecrackten Ausgangsstoffen verschiedenster Dehnungsböden für das Innere von Reaktoren und 30 Art einschließlich Erdöl, Gilsonit, Schiefer- oder von Einrichtungen zum Befestigen dieser Innenteile der Kohlenteer sein.

Innenwänden eines ausgekleideten Reaktorgehäuses; Insbesondere da, wo derartige Hydrocrackbe-

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform von Schickungen mehr als etwa 0,3 X 10-⁴⁰/₀ Stickstoff Dehnungsböden für das Innere von Reaktoren und und ganz besonders, wo sie noch mehr als 1 bis 3 °/o von Einrichtungen zum Befestigen der Innenteile der 35 und mehr Stickstoff enthalten, ist es im allgemeinen Innenwand eines ausgekleideten Reaktorgehäuses. außerordentlich erwünscht, die Ausgangsstoffe zuerst Der Reaktor für katalytische Kohlenwasserstoffum- einer solchen Vorbehandlung zu unterwerfen, die für Wandlungen nach der Erfindung hat ein Gehäuse mit die Beseitigung der Stickstoffverbindungen ziemlich einer glatten äußeren Oberfläche, die nicht durch irgend- selektiv ist. Die gewünschten niedrigen Stickstoffweiche Verfahrensleitungen unterbrochen ist, sowie je 40 konzentrationen kann man beispielsweise dadurch ein Kopf- und Bodenstück, die an dem genannten Ge- erreichen, daß man die Beschickung mit verschiedenen häuse befestigt sind, Verbindungsstücke, die in dem sauren Medien, z. B. H₂SO₄ oder anderen flüssigen Kopf- und dem Bodenstück zur Aufnahme aller Ver- Säuren oder im Fall von Beschickungen, die verhältfahrensleitungen, die in den Reaktor hinein- und aus nismäßig wenig Stickstoffverbindungen enthalten, ihm herausführen, und solche Tragteile, die in dem Re- 45 mit festen sauren Zusätzen, z. B. sauren Ionenausaktorgehäuse angebracht sind, um einen Boden zum tauscherharzen, in innige Berührung bringt. Es wird Träger einer Katalysatorschicht an mehreren Stellen jedoch vorgezogen, den Stickstoff durch katalytische entlang der Innenwandung des Reaktorgehäuses zu Hydrierung (Hydrofinierbehandlung) der Beschickung halten, wobei die Tragteile Wärmedehnungselemente zu beseitigen.

haben, um die mechanischen Kräfte, die auf das Reak- 50 Ein typisches Hydrofinierverfahren für dieses Beitorgehäuse an diesen Befestigungsstellen über die Trag- spiel wird nachfolgend beschrieben, teile während des Aufheizens und Abkühlens übertra- Man bringt die Kohlenwasserstoff beschickung bei

gen werden, möglichst gering zu halten und wobei das etwa 204 bis 482°C, vorzugsweise 260 bis 427°C, Gehäuse einen Sicherheitsfaktor oder ein Verhältnis unter Drücken von wenigstens 21 kg/cm³, mit einer zwischen der äußersten und der zulässigen Belastung 55 Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit je Stunde von etwa von zwei Dritteln bis drei Vierteln desjenigen Sicher- 0,3 bis 5,0 zusammen mit 8918 1 Wasserstoff je Hektoheitsfaktors aufweist, wie er vom »ASME-Code for liter der Beschickung mit einem schwefelbeständigen Unfired Pressure Vessels« gefordert wird und der im Hydrierkatalysator in Berührung. Dabei kann man allgemeinen bei etwa 4 liegt. beliebige schwefelbeständige Hydrierungskatalysatoren

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist zwar für 60 für die Hydrofinierung nehmen, vorzugsweise solche, viele Arten von katalytischen Kohlenwasserstoff- die als wirksamen Hauptbestandteil ein oder mehrere umwandlungsverfahren, z. B. für Hydrocrackungen, Oxyde oder Sulfide der Übergangsmetalle enthalten, die Hydrofinierbehandlungen und katalytische Crak- z. B. Kobalt, Molybdän, Nickel und Wolfram. Diese kungen von großem Wert; jedoch ist der Reaktor Metalle können in einer Reihe von Kombinationen besonders für eine solche Hydrofinierung von Wert, 65 mit oder ohne Stabilisatoren und Beschleuniger, z. B, bei der Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Beschickun- den Oxyden und Carbonaten von K, Ag, Be, Cu, Mg, gen, die anschließend für eine Hydrocrackung ver- Ca, Sr, Ba, Ce, Bi, Cr, Th, Si, Al und Zr, benutzt wendet werden sollen, zur Hydrofinierung kommen, werden. Diese verschiedenen Katalysatoren kann man

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ohne Träger verwenden oder sie auch auf verschie- auf dem Boden 28 ruhen, von dem oder den Tragdenen üblichen Trägern verteilt gebrauchen, beispiels- teilen 29 gehalten, die an dem Reaktorgehäuse 1 beweise Holzkohle Fullererde, Kieselgur, Kieselgel, festigt sind.

Tonerde, Bauxit und Magnesia. Zwar eignen sich z. B. Die Böden 13, 14 und 15 liegen gleitfähig auf den alle üblichen schwefelaktiven Hydrierungskatalysa- 5 Tragteilen 25 in der hier gezeigten Weise, so daß sie toren gut, jedoch haben sich als besonders brauchbare sich bei Erwärmung etwas ausdehnen können, ohne Katalysatoren die folgenden erwiesen: (1) ein Molyb- mechanische Kräfte auf das Reaktorgehäuse 1 zu dänoxydkatalysator mit einer kleineren Menge Kobalt- übertragen. Der Boden 26 wird dabei von einem Tragoxyd als Beschleuniger auf einem Träger aus aktiver teil 25 über ein Wärmedehnungselement 35 gehalten, Tonerde, (2) Wolframsulfid auf aktivierter Tonerde, io das sich in Rückwirkung auf die Wärmedehnung des (3) ein Molybdänsulfidkatalysator mit einer kleineren Bodens 26 etwas biegen kann, wodurch die von dem Menge Nickelsulfid als Beschleuniger auf aktivierter Boden 26 auf den Tragteil 25 und von dort auf das Tonerde. Der Katalysator kann in Form von feinen Reaktor gehäuse 1 ausgeübten mechanischen Kräfte Teilchen oder geformten Stücken, z. B. Körnchen, abgeschwächt werden. Das Wärmedehnungselement 36 Strangpreßlingen und Gußkörpern beliebiger Formen 15 arbeitet in ähnlicher Weise auch gegenüber dem Bo- oder Größen, verwendet werden. den 27 und das Wärmedehnungselement 37 ebenso

Ein wirksamer Hydrofinierkatalysator besteht aus gegenüber dem Boden 28.

Kobalt, das auf vorher gefällte Molybdän-Tonerde Die gezeigte Anordnung der Einbauten des Reaktors

zusammen mit Kobaltoxyd imprägniert worden ist, ist zur Erläuterung der Erfindung im Zusammenhang

wobei der fertige Katalysator einen Metallgehalt 20 mit einem Hydrodenitrifizierverfahren der oben be-

von etwa 2% Kobalt und 7 °/o Molybdän hat. schriebenen Art gut geeignet. Bei solchen Verfahren

Brauchbare Hydrofinierbedingungen liegen bei 371 führt man die stickstoffhaltige Kohlenwasserstoff-

bis 428 ⁰C, 14 bis 210 kg/cm² Überdruck, Raum- beschickung zusammen mit Wasserstoff durch die

geschwindigkeitenvonO,5bis 3,0 und einer Beschickung Zuleitung 4 des Reaktors in den Raum 40 und von

von 17 835 bis 267 5251 Wasserstoff je Hektoliter der 25 dort durch die Siebkörbe 41, die zum Zurückhalten

Kohlenwasserstoff beschickung. von feinen Feststoffen und zur Verteilung der Beschik-

In F i g. 1 wird ein senkrechter Schnitt durch eine kung dienen, und bringt sie durch die Rohrstutzen 42

Ausführungsform eines Reaktors für Kohlenwasser- mit der auf dem Auflagegitter 13 befindlichen Kataly-

stoffumwandlungen nach der Erfindung gezeigt, der satormasse in Berührung. Die Rohre 42 befinden sich

für Hydrofin- oder Hydrocrackverfahren geeignet ist. 30 auf dem gelochten Boden 28, dessen Löcher genau

Der Reaktor besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1 unter den senkrechten Bohrungen der Rohrstutzen 42

aus Chromstahl, der beispielsweise 2,25 Gewichtspro- liegen. Die Reaktionsgase ziehen in der Längsrichtung

zent Chrom und 1 Gewichtsprozent Molybdän enthält. durch die Rohrstutzen 42, während Flüssigkeiten,

Das Reaktorgehäuse 1 trägt, wie gezeigt, ein Kopf- die sich auf dem Boden 28 ansammeln, bis zur Höhe

stück 2, das oben an ihm durch die Schweißnaht 3 35 der Löcher 43 ansteigen und dann durch diese Löcher 43

verbunden ist. An dem Kopfstück 2 befinden sich eine in die Rohrstutzen 42 ablaufen.

Kohlenwasserstoffeinlaßrichtung 4, ein Rohrstutzen 5 Das Reaktionsgemisch strömt durch das Auflage-

zum Einführen eines Thermoelementes, ein Anschluß- gitter 13 und von dort durch weitere Einbauten des

rohr 6 zur Einführung von Kühlgasleitungen und Reaktors, z. B. Kühlböden und zusätzliche, nach

etwaige andere Verfahrensverbindungsleitungen, die 40 unten führende tragförmige Böden 44 und Rohre 42,

notwendig oder wünschenswert sind, um eine Ver- die auf dem Boden 26 sitzen, nach einer zweiten

bindung zwischen dem Äußeren und Inneren des Katalysatorschicht, die auf einem Auflagegitter 14

Reaktorgehäuses 1 herzustellen. Das Reaktorgehäuse 1 liegt. Von der zweiten Katalysatorschicht fließt das

hat ferner ein Bodenstück 10, das an der Schweiß- Reaktionsgemisch wiederum durch weitere Einbauten

naht 11 mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Das Boden- 45 des Reaktors, z. B. Kühlböden und zusätzliche, nach

stück 11 hat, wie aus der Zeichnung zu sehen, einen unten führende tragförmige Böden 44 und Rohren 42,

Auslaß 12 für das Reaktionsgemisch nach der Behänd- die auf dem Boden 27 sitzen, in eine dritte Kataly-

lung, der die Verbindung nach dem Reaktionsraum satorschicht, die auf dem Auflagegitter 15 liegt. Von

oder Inneren des Reaktorgehäuses 1 herstellt. dieser dritten Katalysatorschicht aus verläßt das

Es wird besonders bemerkt, daß das Reaktor- 50 Reaktionsgemisch einschließlich des bei der Hydro-

gehäuse 1 eine glatte Außenfläche hat, die nicht durch denitrierumsetzung entstandenen Ammoniaks durch

eine irgendwelche Verfahrensleitung unterbrochen die Auslaßöffnung 12 den Reaktor,

ist. Bei den gewöhnlichen Reaktoren der vorliegenden Thermoelemente 50 tauchen in der gezeigten Weise

Art befinden sich Verfahrenszuleitungen unveränder- in die Katalysatorschichten ein, ihre Stromleitungs-

lich oder wenigstens meist sowohl in dem zylindrischen 55 drähte führen nach oben durch die Rohre 51 zu

Reaktorgehäuse wie auch in den Kopfstücken. Meßinstrumenten außerhalb des Reaktors. Die

Die tragförmigen Katalysatorauflageböden 13, 14 Rohre 52 und 53, die durch einen biegsamen Schlauch und 15 sind im Inneren des Reaktorgehäuses 1, wie 54 miteinander verbunden sind, können zum Eingezeigt, so befestigt, daß die gesamte Last des Kataly- führen von Kühlgas zwischen einer oder mehreren sators, dessen Lage auf den Böden bis zur Höhe der 60 Gruppen von Katalysatorschichten vorgesehen sein. Linien 20, 21 und 22 reicht, sowie die gesamte Last In den F i g. 2, 3, 4 und 5 werden verschiedene der Böden 26 und 27 selbst und der von ihnen getrage- Ausführungsformen von Einbauten des Reaktors nen inneren Einbauten des Reaktors, die von ihnen gezeigt, z. B. von tragförmigen Böden und von Eingetragen werden, auf den Tragteilen 25, die an den richtungen, um die Böden an den Innenwänden des Wänden des Reaktorgehäuses 1 in der hier gezeigten 65 innen ausgekleideten oder auch nicht ausgekleideten Weise befestigt sind. In ähnlicher Weise wird die Reaktorgehäuses derart zu befestigen, daß eine Wärmegesamte Last des Bodens 28 zusammen mit den damit ausdehnung der Böden unter möglichst geringer zusammenhängenden Einbauten des Reaktors, die Übertragung mechanischer Kräfte auf das Gehäuse

möglich ist. Die Beschreibung jedes dieser Einzelteile trifft in gleicher Weise auch für alle entsprechenden Böden und Innenteile des Reaktorgefäßes nach Fig. 1 zu. Um jedoch die nachfolgende Beschreibung •zu vereinfachen, werden hier nur die Böden 13 und 26 zusammen mit einigen anderen damit verbundenen Einbauten des Reaktors schematisch beschrieben.

In F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform der Einbauten des Reaktors nach der Erfindung in einem nicht ausgekleideten Reaktorgehäuse. Der Halteteil 25, der aus einer Anzahl gesonderter Sektoren bestehen kann, die in Abständen rings an der Innenwand des Reaktorgehäuses innen angeordnet sein können, ist an der Innenwand des Gehäuses 1 in der hier gezeigten Weise angeschweißt. Der Boden 13 ruht gleitbar auf dem oder den Elementen 25, so daß sich der Boden 13 in waagerechter Richtung allseits ausdehnen kann, ohne durch das Reaktorgehäuse 1 behindert zu werden. Der das Rohr 42 tragende Boden wird von dem oder den Tragteilen 25 über dem länglichen Dehnungselement 35 gehalten, das an den oder die Tragteile 25 in der hier gezeigten Weise angeschweißt sein kann und unter dem Einfluß der waagerechten Wärmeausdehnung des Bodens 26 seine Lage verändert "und somit auf das Reaktorgehäuse 1 von dem Boden 26 aus nun schwache mechanische Kraf te überträgt, die durch die waagerechte Bewegung des Bodens 26 erzeugt werden. Es ist zu erkennen, daß die gezeigte Anordnung die Stärken der örtlich auftretenden Spannungen in dem Reaktorgehäuse bedeutet vermindert, die sonst von den durch die Wärmeausdehnung der Innenteile des Reaktors entwickelten mechanischen Kräften erzeugt werden.

In F ig. 3 wird eine Ausführungsform der Einbauten des Reaktors nach der Erfindung erläutert, die bei einem mit Innenüberzug versehenen Reaktorgehäuse in Frage kommt. Bei dieser Ausführungsform sind die verschiedenen Elemente derselben Art wie in F i g. 2 vorgesehen, und arbeiten auch in gleicher Weise wie in F i g. 2 zusammen, mit dem Unterschied, daß das Reaktorgehäuse 1 hier eine zusammenhängende Innenauskleidung 60 hat, an die der oder die Tragteile 25 angeschweißt sind.

In F i g. 4 wird eine Ausführungsform der Einbauten eines Reaktors nach der Erfindung gezeigt, die hier in Verbindung mit einem ausgekleideten Reaktorgehäuse stehen. Die hier gezeigten verschiedenen numerierten Elemente sind die gleichen wie in F i g. 3 und arbeiten in gleicher Weise zusammen, wie für F i g. 3 beschrieben, mit der Abweichung, daß der oder die Tragteile 25 unmittelbar an die eigentliche Innenwand des Reaktorgehäuses angeschweißt sind, während das Überzugsmetall 60 so ausgebildet ist, daß es den oder die Tragteile 25 überdeckt und die Einbauten des Reaktors mit dem so ausgebildeten Teil 60 des Überzugsmetalls in der hier gezeigten Weise statt mit dem oder den Tragteilen 25 in Verbindung steht. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist Überzugsmetall 60 nicht lückenlos; es sind vielmehr die geformten Teile, die den oder die Tragteile 25 überdecken, von den oberhalb und unterhalb der geformten Teile liegenden Abschnitten getrennt.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die in ihren Elementen und in dem Zusammenwirken der einzelnen Teile genau der Ausführungsform nach F i g. 4 entspricht, mit der Abweichung, daß die Auskleidung 60 über und unter den oder die Tragteile 25 durchgehend hinwegreicht, statt in besonderen Teilen hier angebracht zu sein wie in F i g. 4.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die Stärken der Spannungen in dem Reaktorgehäuse 1 nach der Erfindung bedeutend verringert werden, so daß der Reaktor mit niedrigerem Sicherheitsfaktor gebaut und betrieben werden und man bedeutend an den teuren Metallegierungen sparen kann, die sonst beim Bau von Reaktorgehäusen für die Überzüge nötig sind.

Es wurde beim Bau der Reaktoren gefunden, daß die vorstehend beschriebene Bauart mit einem Sicherheitsfaktor von nur zwei Dritteln bis zu drei Vierteln desjenigen Sicherheitsfaktors betrieben werden kann, die sonst vom »ASME-Code for Unfired Pressure Vessels« gefordert wird, ohne daß dadurch die Gefahr der Entstehung von Schäden in den Reaktoren größer wird. Es ist einzusehen, daß als Folge dieses niedrigeren Sicherheitsfaktors nicht nur große Ersparnisse an den Reaktorgewichten möglich sind und daß auch die oberen Zulässigkeitsgrenzen der Reaktoren weiter werden. Dazu kommen vorteilhafte Überlegungen hinsichtlich der Beförderung der Gewichte für die Reaktoren bei gegebenen Ausmaßen, d. h., man kann diese Reaktoren größer bauen. Bei verschiedenen einzelnen Anlagen kann dies beispielsweise bedeuten, daß man zwei größere Reaktionsgefäße an Stelle von drei kleineren verwenden kann. Dies führt zu wesentlichen Ersparnissen außer den Ersparnissen an den Reaktorwerkstoffen in sich, weil jeder Reaktor meist noch besondere Hilfseinrichtungen erfordert, so daß eine Verringerung der Reaktorzahl auch eine Ersparnis an solchen Hilfseinrichtungen ermöglicht. Es ergeben sich somit sehr beträchtliche Gesamtersparnisse schon bei einer einzigen Hydrofinier- oder Hydrocrackanlage. Solche Ergebnisse sind völlig unerwartet. Bisher hat man in der Technik noch kein Verfahren entwickelt, das eine solche Verbilligung mit Sicherheit ergeben hätte. Es ist völlig unerwartet, daß diese solche günstigen Ergebnisse nur durch die folgenden Kombinationen von Bedingungen möglich sind:

1. ein glattes äußeres Reaktorgehäuse, das nicht von Verfahrensleitungen oder anderen Anschlußrohren usw. unterbrochen ist und Kopf- und Bodenstücke trägt, durch die alle Verbindungen nach dem Reaktor führen;

- 2. die Einbauten des Reaktors sind an den Innenwänden des Gehäuses bei nicht ausgekleidetem Reaktor und an der Innenseite der Auskleidung oder der Innenseite des Gehäuses bei ausgekleidetem Reaktor unter Benutzung von Dehnungselementen befestigt, die so gestaltet sind, daß die Dehnungen der Einbauten durch Wärmeeinflüsse nur sehr schwache Kräfte auf das Gehäuse ergeben, die zur Entstehung von Spannungsfeldern darin führen könnten; 3. ein Sicherheitsfaktor von zwei Dritteln bis drei Vierteln desjenigen Wertes, der »ASME-Code for Unfired Pressure Vessels« sonst verlangt.

Claims

Patentansprüche:

1. Reaktor für katalytische Kohlenwasserstoffumwandlungen, gekennzeichnet durch ein senkrecht angeordnetes, längliches Reaktorgehäuse aus Metall von etwa rundem Querschnitt mit einer glatten, lückenlosen äußeren Oberfläche, die nicht durch Verfahrensleitungen unterbrochen

ist, Kopf- und Bodenstücke, die an dem Gehäuse befestigt sind, Verbindungsstücke in den Kopf und Bodenstücke zum Anschluß für alle Verfahrensleitungen, die in das Reaktionsgefäß hinein- oder aus ihm herausführen, sowie Tragteile in dem Reaktorgehäuse zum Tragen einer Katalysatorschicht, die an mehreren Stellen im Inneren des Reaktorgehäuses befestigt sind und Wärmedehnungselemente aufweisen.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgehäuse innen ohne einen Überzug ist und daß die Tragteile zum Halten der Einbauten für den Katalysator an mehreren Stellen des unverkleideten Gehäuseinnern befestigt sind.

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3. Reaktor nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Gehäuses einen fest mit ihr verbundenen Schutzüberzug aus einem Metall trägt, das von dem Metall des Gehäuses verschieden ist.

4. Reaktor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteteile zum Halten der Einbauten für den Katalysator an dem Schutzüberzug im Inneren des Reaktorgehäuses befestigt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Britische Patentschrift Nr. 842 530;
USA.-Patentschriften Nr. 2 974 020, 2 595 822.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen